4 NH -N-Bestimmung im 0.01 M Calciumchlorid-extrakt (1:4)

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Schweizerische Referenzmethoden der Forschungsanstalten Agroscope

NH 4 -N-Bestimmung im 0.01 M Calciumchlorid- extrakt (1:4)

Version 2.1 (2020)

Code der Referenzmethode NM-NH4 Mögliche

Einsatzbereiche

Einsatzbereich

Düngeberatung

Ackerkulturen und Grasland x Gemüsebau (Freiland /

Gewächshaus) x

Weinbau, Obstbau, Beerenanbau, Gewürz- und Medizinalpflanen Standortcharakterisierung

Schadstoffbeurteilung Recyclingdünger

Kompost Gärgut fest Gärgut flüssig Klärschlamm

Hofdünger Mist

Gülle Mineraldünger

Pflanzenkohle

Forschungsmethoden Rechtliche Grundlagen /

Vollzugshilfen Messung von Nährstoffgehalten für Düngeberatung laut den Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz (GRUD).

Zulassungskriterien für

Labors -

Analysenprogramm

Probennahme NM-PN

Probenaufbereitung NM-PA

Aufschluss NM-Ex

Messung NM-NO3, NM-NH4, NM-N, Smin

Konzentrations- /

Messbereich 0.12 – 3.6 mg NH4-N/ kg trockene Feinerde

Kalibrationsstandards von 0.03 – 0.9 mg NH4-N /L für Bodenanalysen

Angabe der Ergebnisse

mg NH4-N/l Bodenextrakt; 2 Dezimalstellen.

mg NH4-N/kg Boden-TS; eine Dezimalstelle.

Werte die kleiner als 0.2 mg NH4-N/kg Boden-TS sind, werden als "<0.2" angegeben.

Äquivalente Methoden

Statt manueller Photometrieanalyse kann auch ein automatisches Verfahren mittels segmentierter Durchflussanalytik benutzt werden, wie beispielsweise beschrieben in DIN ISO 14’256-2 Teil 2 (Bodenbeschaffenheit, Bestimmung von Nitrat, Nitrit und Ammonium in feldfrischen Böden nach Extraktion mit Kaliumchloridlösung. Bei Verwendung von internationalen Standards müssen die Standards an die Schweizer Extraktionsmethode angepasst werden.

Sicherheit / Umwelt Keine besonderen Massnahmen

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Schweizerische Referenzmethoden der Forschungsanstalten Agroscope

2/4 NM-NH4 Version 2.1 (2020)

1. Prinzip

Fotometrische Bestimmung des Ammoniums in Nmin-Bodenextrakten.

Durch Einwirkung von Hypochlorit-Ionen auf Ammonium (in wässeriger Lösung), entstehen

Chloramine. Diese bilden im alkalischen Bereich mit Phenol in Anwesenheit eines Katalysators, tief blau gefärbte Indophenole Berthelot'sche Reaktion). Als aktive Chlorverbindung dient das

Natriumsalz der Dichlorsäure. Die Reaktion wird durch Natriumpentacyanonitrosylferrat (Natrium- Nitroprussiat) katalysiert.

2. Durchführung

Apparaturen und Geräte

(A) Div. Pipetten, Bechergläser, Messkolben, Trichter, etc.

(B) Präzisionswaage (0.01 g Teilung) (C) Analysenwaage (0.0001 g Teilung) (D) pH-Meter

(E) Stoppuhr

(F) Pipettier-System (G) Trockenschrank

(H) Fotometer mit Quarz-Durchfluss-, bzw. Referenzküvette, 1 cm

Reagenzien

(1) Demineralisiertes Wasser (H2O, Leitfähigkeit < 5 S/cm) (2) Calciumchlorid-Lösung 0.1 M CaCl2:

1.47 g (B) Calciumchlorid (CaCl2  2H2O, M = 147.02 g/mol) in 100 ml H2O (1) auflösen (A).

Diese Lösung dient zum Salzausgleich der Kalibrierlösung.

(3) EDTA-Lösung pH 7:

6.0 g (B) EDTA bzw. Titriplex III (C10 H14 N2 Na2 O8  2H2O, M = 372.24 g/mol) in ca. 80 ml H2O (1) auflösen (A). pH-Wert mittels NaOH (7) auf pH 7 einstellen und mit H2O (1) auf 100 ml (B, C) verdünnen.

(4) Phenol-Nitroprussiat-Lösung:

14.0 g (B) Phenol (C6 H5 OH, M = 94.11 g/mol) und 0.068 g (C) Nitroprussiat-Natriumsalz (C5FeN6Na2O  2H2O, M = 297.95 g/mol), in ca. 180 ml H2O (1) auflösen, dann mit H2O (1) auf 200 ml (A) verdünnen.

Anmerkung: Diese Lösung ist in dunkler Flasche höchstens 1 Woche haltbar (Kühlschrank).

(5) Natronlauge 5 N NaOH:

20.0 g (B) Natrium-hydroxid-Plätzchen (NaOH, M = 40.00) in H2O (1) auflösen und abkühlen lassen. Dann mit H2O (1) auf 100 ml (A) verdünnen.

(6) Hypochlorit-Pufferlösung:

14 ml Natronlauge 5 N, (5) mit ca. 50 ml H2O (1) verdünnen. 25.11 g (B) Di-Natrium-

hydrogenphospat (Na2HPO4  12H2O, M = 358.14 g/mol) zugeben und auflösen. 1.16 g (B) Dichlorisocyanursäure Natriumsalz (C3 Cl2 N3 Na O3, M = 255.98 g/mol) zugeben und ebenfalls auflösen. pH-Wert wenn nötig auf 11.8 stellen, dann mit H2O (1) auf 200 ml (A) verdünnen.

Anmerkung: Diese Lösung stets kurz vor Gebrauch herstellen.

(7) Standardlösungen:

(7a) Ammonium-Stammlösung (1 g NH4-N/l):

2.3587 g (C) Ammoniumsulfat ( (NH4)2SO4, M = 132.14) in H2O (1) auflösen und auf 500 ml verdünnen.

(7b) Ammonium-Standardlösung (100 mg NH4-N/l):

20 ml Ammonium-Stammlösung (7a) in 200 ml Messkolben (A) mit H2O (1) auffüllen.

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3/4 NM-NH4 Version 2.1 (2020)

(8) Kalibrierlösungen:

(8a) 0.3 ml Standardlösung (7b) + 4 ml 0.1 M CaCl2 (2) mit H2O (1) auf 100 ml auffüllen = 0.3 mg NH4-N/l

(8b) 0.6 ml Standardlösung (7b) + 4 ml 0.1 M CaCl2 (2) mit H2O (1) auf 100 ml auffüllen = 0.6 mg NH4-N/l

(8c) 1.2 ml Standardlösung (7b) + 4 ml 0.1 M CaCl2 (2) mit H2O (1) auf 100 ml auffüllen = 1.2 mg NH4-N/l

(8d) 2.4 ml Standardlösung (7b) + 4 ml 0.1 M CaCl2 (2) mit H2O (1) auf 100 ml auffüllen = 2.4 mg NH4-N/l

(8e) 4.8 ml Standardlösung (7b) + 4 ml 0.1 M CaCl2 (2) mit H2O (1) auf 100 ml auffüllen = 4.8 mg NH4-N/l

(8f) 6.0 ml Standardlösung (7b) + 4 ml 0.1 M CaCl2 (2) mit H2O (1) auf 100 ml auffüllen = 6.0 mg NH4-N/l

(8g) 9.0 ml Standardlösung (7b) + 4 ml 0.1 M CaCl2 (2) mit H2O (1) auf 100 ml auffüllen = 9.0 mg NH4-N/l

Kalibrationsblindwert: 4 ml 0.1 CaCl2 (2) mit H2O (1) auf 100 ml auffüllen Arbeitsvorschrift

Behandlung der Kalibrierlösungen

Je 2.5 ml (A) Kalibrierlösung (8)) in 25 ml Messkolben (A) pipettieren und 1 ml EDTA-Lösung (3) zugeben. Gut mischen und genau 1 Minute (E) stehen lassen. Diese Zeit genau einhalten, da sonst mit Ammoniumverlusten gerechnet werden muss. Anschliessend je 2 ml Phenol-

Nitroprussiat-Lösung (4) und 4 ml Hypochlorit-Pufferlösung (6) zugeben (F) und sofort mit H2O (1) zur Marke verdünnen. Lösungen nun während 30 Minuten in den Trockenschrank (G) bei 40°C stellen. Dann Lösungen während 60 Minuten im Dunkeln auf Raumtemperatur abkühlen lassen und Extinktionswerte in 1 cm-Küvette (H) bei 628 nm messen. Besonders stabile Extinktionswerte werden dann erhalten, wenn alle Lösungen gegen H2O (1) im Referenzstrahl gemessen werden.

Behandlung der Bodenextrakte

Je 10 ml Bodenextrakt (Methode NM-Ex) in 25 ml Messkolben (A) pipettieren und 1 ml EDTA- Lösung (3) zugeben. Gut mischen und genau 1 Minute (E) stehen lassen. Diese Zeit genau einhalten, da sonst mit Ammoniumverlusten gerechnet werden muss. Anschliessend je 2 ml Phenol-Nitroprussiat-Lösung (4) und 4 ml Hypochlorit-Pufferlösung (6) zugeben (F) und sofort mit H2O (1) zur Marke verdünnen. Lösungen nun während 30 Minuten in den Trockenschrank (G) bei 40°C stellen. Dann Lösungen während 60 Minuten im Dunkeln auf Raumtemperatur abkühlen lassen und Extinktionswerte in 1 cm-Küvette (H) bei 628 nm messen. Besonders stabile Extinktionswerte werden dann erhalten, wenn alle Lösungen gegen H2O (1) im Referenzstrahl gemessen werden.

Für die Ammonium-Bestimmung in Bodenextrakten höchstens 10 ml CaCl2-Extrakt verwenden.

Werden weniger als 10 ml Extrakt benötigt, muss die Salzkonzentration mit der Extraktionslösung (0.01 M CaCl2 ; Methode NM-Ex) ergänzt werden.

3. Berechnung

Aus den absoluten Extinktionswerten (d.h. Extinktionswerte der Kalibrierlösung minus

Extinktionswert der Blindlösung) und den entsprechenden Ammonium-Gehalten lässt sich mittels linearer Regression eine Kalibriergerade berechnen: 0.03, 0.06, 0.12, 0.24, 0.48, 0.60,

0.90 mg NH4-N/l.

Die absoluten Extinktionswerte der Bodenextrakte werden wie folgt berechnet:

Extinktionswerte der Bodenextrakte minus Extinktionswert der Blindlösung.

Die absoluten Extinktionswerte entsprechen den Ammonium-Konzentrationen der aliquoten Teile Bodenextrakt.

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4/4 NM-NH4 Version 2.1 (2020)

Berechnungselemente

a = mg NH4-N/l Bodenextraktlösung aufgrund der Kalibrierkurve b = Mengenfaktor: 600 ml Extrakt entsprechen 150 g Boden

1000 ml Extrakt entsprechen 250 g Boden Gesucht Gehalt pro g Boden: b 1

250 c = Gewichtsfaktor g/kg Boden

Berechneter Gehalt: mg NH4-N/g Boden

Gesuchter Gehalt: mg NH4-N/kg Boden: c = 1000 d = Faktor der prozentualen TS-Angabe d = 100 e = % TS der feldfeuchten Bodenprobe

Berechnung

mg NH4-N/kg Boden-TS = ^{a b c d}

e = =

     



 a

e

a e 1 1000 100

250

400

Für die Berechnung von mg NH4-N pro kg Boden-TS in kg Nmin pro ha siehe Methode NM-N.

4. Resultatangabe

mg NH4-N/l Bodenextrakt; 2 Dezimalstellen.

mg NH4-N/kg Boden-TS; eine Dezimalstelle.

Werte die kleiner als 0.2 mg NH4-N/kg Boden-TS sind, werden als "<0.2" angegeben.

5. Bemerkungen

Alle für diese Bestimmungen verwendeten Glaswaren werden mit ca. 5% HNO3 gereinigt und mit H2O (1) gespült, um Kontaminationen auszuschliessen.

6. Historie

Version Art der Änderung neu bisher

Version 1 (1995) Erstellung Methode Version 1.1 (1996)

Version 2.0 (1997) Korrektur Methode

Version 2.1 (2020) editorisch Elektronische

Veröffentlichung mit geändertem Layout

Impressum

Herausgeber Agroscope

Reckenholzstrasse 191 8046 Zürich

www.agroscope.ch/referenzmethoden

Auskünfte Diane Bürge